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1、 20132014年度QC小组活动成果材料 创新型避雷器带电测试专用试验杆的研制与应用珠海供电局变电管理所高压二班QC小组目 录、小组简介2、前言3、选题理由33.1、带电测试存在的几个问题43.2 、课题的选定5、设定目标64.1、提出目标64.2、目标可行性分析7、对策方案的提出和方案的选择85.1、测试杆前端结构改良85.2、测试杆长度选择10、工具形状及尺寸的最终确定11、制定对策12、对策实施128.1、收集材料128.2、车床加工138.3、工具验收148.4、操作培训14、效果检查159.1、工作效果159.2、无形效益15、制定巩固措施16、下一步计划16避雷器带电测试专用试验
2、杆的研制与应用高压二班QC小组、 小组简介小组情况简介：小组简历小组名称高压二班QC小组成立时间2013年5月16日课题类型创新型课题注册2013年9月10日活动时间2013.6.10-2014.03.15活动次数20出勤率100%活动课题名称避雷器带电测试专用试验杆的研制与应用成员概况姓名性别职称职务组内分工接受TQC教育学时梁育雄男高级技师、助理技能专家高压二班班长组长（全面负责）72小时方义治男高级工程师、助理技术专家变电管理所高压专责组员（技术顾问）72小时黄启泰男技师运行专责组员（研制试验）72小时易冉男助理工程师安全专责组员（研制试验）72小时黄秉权男高级工运行班长组员（具体实施）
3、72小时朱子龙男助理工程师安全员组员（具体实施）72小时林煜超男助理工程师巡检员组员（具体实施）72小时、 前言避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一， 主要用于限制由线路传来的雷电过电压或操作引起的内部过电压。近年来， 金属氧化物避雷器(以下简称MOA)以其优异的技术性能逐渐取代了其他类型的避雷器，成为电力系统新一代的过电压保护设备。由于MOA 没有放电间隙， 氧化锌电阻片要长期承受运行电压的作用，且各串联电阻片中不断有泄漏电流流过。如果MOA 在运行中发生劣化，泄漏电流就会增大，最终导致MOA热崩溃而发生设备事故。所以监测运行中MOA的泄漏电流情况，对判断其运行状况是非常必要的。电
4、气设备预防性试验规程对运行中的MOA定期试验作出了规定， 通过定期检测避雷器的全电流和阻性电流，可对避雷器的运行状况作出有效的分析判断。、 选题理由3.1、带电测试存在的几个问题如上文所述，对运行电压下的氧化锌避雷器进行泄漏电流的带电测试，是监测避雷器运行状态以保障电网安全运行的重要手段，在进行此项工作时，存在两个比较突出的问题：1) 接线繁琐，测试效率较低：需要在避雷器放电计数器上下两端接取试验连线，但避雷器放电计数器通常离地较高（2.4m-2.6m）,所以需要试验人员攀登梯子来完成装拆线的工作，图1为避雷器带电测试常规流程图： (a)搬运梯子 （b）摆放仪器与测试引线 （c）接试验引线 （
5、d）测量图1避雷器带电测试常规流程图按照此流程，在进行全站避雷器带电测试时，需要多次在梯子上上下下，这样的接拆线方式一方面使得测试效率较低耗时较长（见表1），另外一方面给试验人员带来一定的摔落风险，此外多次搬动梯子还比较消耗试验人员的体力使得试验人员相当疲惫。表1：全站避雷器带电测试所需时间变电站名称220kV雨塘站220kV大港站220kV尖峰站110kV五山站避雷器组数1422185全站测试所需时间(小时)2.5431对试验的各个流程所耗时间进行了大致的统计，具体数值见表2：表2：避雷器带电测试各流程所需时间试验流程搬梯子摆放试验仪器上下梯子装拆线实际测量各个流程耗费的时间（分钟）3231
6、 从表2可以明显看出，搬运梯子及上下梯子进行拆接线在整个试验流程中所占时间比例较高。2.带电接线，有人身触电风险：直接用人手戴绝缘手套来进行测试时的接拆线，若未注意保持足够安全距离，手臂伸的位置过高，可能引起高压一次引线直接对人体放电，导致严重的人身伤亡事故。 图 2 手戴绝缘手套接拆线3.2 、课题的选定测试效率低及人身触电风险两个问题解决办法使用新型测试工具来代替人手工直接拆接线调查 市场上没有相关便于操作的工具提出课题设计新型工具、 设定目标4.1、提出目标目标：研制避雷器带电测试专用试验杆目标值：实现以避雷器测试杆代替人手来进行接拆线的工作，避免梯子的使用及搬运，降低人身触电、高空坠落
7、风险，提高测试效率50%以上。4.2、目标可行性分析1）技术可行性分析：该工具拟采用经试验合格长度合适的验电器绝缘杆进行创新改良，将测试线连接于改良后绝缘棒可导电的前端结构上，并使用绝缘杆将其前端结构挂接于避雷器上端引线处以实现测量引线的与被试设备的连接，从技术原理上来说，是完全可行的！2）安全可行性分析对各电压等级避雷器放电计数器及一次引线离地高度做了统计，具体数值见表3表3：避雷器放电计数器及一次引线离地高度统计表电压等级(kV)500220110放电计数器离地高度（米）2.52.52.5一次引线离地高度（米）86.24.7从上面统计可以看出，假设人手臂伸长后高度为2米，若选择长度在1米以
8、下的测试杆，以一次引线离地最低的110kV电压等级为例：4.7-2-1=1.71.5（110kV规程要求安全距离），可以在保证安全的前提下满足测试要求，用测试杆代替人手进行装拆线在安全性方面也是完全可行的！通过上述分析，研制一套避雷器测试杆代替人手来进行接拆线的工作，无论从技术方面还是安全性方面，都是可行的。、 对策方案的提出和方案的选择5.1、测试杆前端结构改良在对测试杆前端的改良方面，小组成员从实用性、可行性、经济性等多个方面进行考虑，经过多次讨论，最终提出了三个初步的方案以供选择1）使用用铜丝钩固定在绝缘杆顶部，用于测量。2）在绝缘杆前段固定一把不锈钢刀片，用于测量。3）以不锈钢片为原材
9、料，加工制作带锯齿的钩状结构用于测量前端结构设计方案的选择与论证方案1示意图使用方法说明在铜线钩与绝缘杆连接处螺丝接测试导线，然后使用绝缘棒将铜线钩挂接于避雷器计数器上端引线接触以实现接线，取下以实现拆线。优点材料获取方便；结构简单，易于制作；有勾取功能，接拆线较为方便。缺点、 户外避雷器计数器上端引线在雨水等外界环境的作用下氧化锈蚀，此时使用铜线钩钩接与引线无法实现与其的良好连接，影响测试结果、 铜线钩材质较软，在测试的过程中稍稍用力容易变形，不利于测量的进行。是否采用不采用方案2示意图使用方法说明在不锈钢片与绝缘杆连接处螺丝接测试导线，然后使用绝缘棒将不锈钢片与避雷器上端引线接触以实现接线
10、，取下以实现拆线。优点材料获取方便；结构简单，易于制作。缺点结构为直线型结构，无挂接功能，使用时需人手持绝缘棒以防止掉落，在三相同时测量的情况下，需三人扶绝缘棒，较为消耗人力是否采用不采用方案3示意图使用方法说明在锯齿钩与绝缘杆连接处螺丝接测试导线，然后使用绝缘棒将锯齿钩挂接于避雷器计数器上端引线接触以实现接线，取下以实现拆线。优点材料获取方便；有勾取功能，接拆线较为方便。在避雷器计数器上端引线锈蚀的情况下也可利用锯齿磨掉引线上的锈，实现测试线与避雷器计数器上端引线的良好接触。缺点需要对设计进行加工和改良，耗费人力，费用方面也会高一些。是否采用采用5.2、测试杆长度选择在测试杆长度的选择方面，
11、我们统计了各个电压等级避雷器放电计数器离地高度、一次引线离地高度、验电器绝缘杆长度，从安全性及实用性的角度对绝缘杆的长度进行了选择，统计表见图4表4：避雷器放电计数器及一次引线离地高度统计表电压等级(kV)500220110放电计数器离地高度（米）2.52.52.5一次引线离地高度（米）86.24.7绝缘杆单节长度（米）21.51以一次引线离地最近的110kV避雷器为标准来对绝缘杆的长度进行选择，假设人手臂伸直后总高度为2米，做计算如下：绝缘杆允许最大长度：4.7 (一次引线长度) -2（人手臂伸直后总高度）-1.5 (110kV安全距离)=1.2对照表四，可以明显看出，只有110kV验电笔单
12、节绝缘杆长度满足选择要求。、 工具形状及尺寸的最终确定综合上述选择，最终确定工具结构如图3所示： 图3：前端结构最终设计图主要尺寸的选择依据如下：HG段长度：为内钩的深度，放电计数器上端导线的宽度一般为10mm左右，为达到勾取的效果，内钩的深度必须大于此数值，但是内钩的深度不能太大，否则在挂接引线的时候需要将试验杆伸的较高，一方面缩小了安全距离，另外一方面也增加了试验引线取下的难度，结合实际的测试情况，最终设计此数值为20mm。GF段长度：为内钩的宽度，此段的设计也主要从测试杆前端钩锯结构挂取的实际需求方面考虑。此宽度不能太窄，必须大于放电计数器上端引线高度且留有裕度，否则挂取的时候会非常困难
13、，也不能太宽，否则会造成前端结构体积过大，浪费材料也加大了整套试验杆的重量，不利于试验杆的使用，考虑上述两方面因素，通过实际的测试，最终设计此数值为45mm。、 制定对策对策表序号对策目标措施1收集材料选择合适的工具，以便加工走访市场购买2车床加工及工具组装1制造完成前端结构2完成整套测试杆的组装联系加工厂3工具验收验证测试杆使用效果及安全性进行现场试验4操作培训在工作中，操作熟练进行现场指导及实际操作演练、 对策实施8.1、收集材料购买试验杆所需材料，并联系车床厂进行加工。图4 前端结构原材料8.2、车床加工图5 前端结构实物图6试验杆组装完成8.3、 工具验收 (a)效果验收 (b)安全性
14、验收 图7试验杆现场验收8.4、操作培训 (a)现场培训 （b）实际操作图8 试验杆使用现场培训及操作、 效果检查9.1 、工作效果新工具研制成功后，我们将其应用于实际工作当中，并对使用新工具后对同一变电站避雷器带电测试时间做了详细的统计，具体表格见表5：表5：全站避雷器带电测试所需时间变电站名称220kV雨塘站220kV大港站220kV尖峰站110kV五山站避雷器组数1422185全站测试所需时间(常规流程/小时)2.5431全站测试所需时间(使用新工具后/小时)11.51.20.5对试验的各个流程所耗时间重新进行了统计，具体数值见表6：表6：避雷器带电测试各流程所需时间试验流程搬梯子摆放试
15、验仪器上下梯子装拆线/使用新工具装拆线实际测量各个流程耗费的时间（常规流程/分钟）3231各个流程耗费的时间（使用新工具后/分钟）-211 从表5和表6可以明显看出，无论是避雷器带电测试单组测试时间还是全站测试时间，使用新工具后，都可降低50%以上的测试时间。我们的目标达到了！ 9.2、无形效益通过本次QC活动1） 极大的调动了本班成员在工作中的团队协作精神，QC活动的方方面面需要彼此的配合，为了圆满的达成同一个目标，团队成员都需要付出极大的努力，而这些付出，使得我们凝聚力更强，彼此更加信任。2） 认识到工作中勤于思考善于总结的重要性，很多工作已经开展了很多年，工作流程及相关工具多年来并未得到
16、改进，这就给了我们发挥自己的聪明才智的空间，对工作流程繁琐之处进行改进或者设计工具使得我们的工作更加效率，都可以是我们未来努力的方向。、 制定巩固措施1) 保存该工具的设计资料及图纸，并在后续的应用中讨论工具改进的可能性。 2) 编制试验杆的使用说明书，将试验杆的应用常态化，并将其纳入本班组工器具的标准化管理。3) 把研制的新工具推广到兄弟单位中使用，得到兄弟单位的好评。、 下一步计划避雷器专用试验杆的研制与使用，大大的提高了避雷器带点测试的效率，降低了人身触电及高空坠落风险，达到了预期的效果。在下一次的QC小组活动中，我们将以避雷器带电测试防干扰工具的研制与应用作为活动课题，开展新一轮的PDCA循环。
